Zu großer Kondensator - PortPin defekt

Fleck schrieb:
> Sind hier zu große Lade-/Entladeströme
> geflossen, die der Pin nicht vertragen hat?

Nö, wenn du den Pin auf Eingang programmiert hast und nur den Pullup 
aktiviert, dann fliesst über den Pullup der Aufladestrom für den 
Kondensator. Allerdings solltest du dir auch Gedanken darüber machen, ob 
der Taster den Kurzschlussstrom des Kondensators verträgt und ob nicht 
doch eine bessere Art der Entprellung sinnvoll ist:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung

Wenn du da schon mit µF hantieren musst, um das Prellen zu unterbinden 
ist eine andere Herangehensweise notwendig.
Den Eingang hast du vermutlich mit Überspannung zermanscht in der Hektik 
des Ausprobierens. Hinweise auf die Ursache kann der Pegel des Pins 
geben. Hängt er auf high, wirds die obere Klemmdiode sein, hängt er auf 
low, hat es evtl. die untere durchlegiert.

Fleck schrieb:
> ) entprellen verschiedene Kondensatoren (von
> 22pF bis 1uF) zwischen GND und Portpin (interner Pullup aktiviert) eines
> AVR angeschlossen. Der 1uF Elko war am besten geeignet um sehr kurze
> Schaltzeiten zu entprellen.

Offenkundig Murks.

Den uC Eingang killst du, wenn nach aufgeladenem 1uF die 
Versorgungsspannung des uC kurzgeschlossen wird.

Wenn man deine Prosa mal in Deutsch umsetzt:

1

       VCC

2

        |

3

      90k pull up

4

        |

5

  +-----+--- Eingang

6

  |     |

7

Taster 1uF

8

  |     |

9

 GND   GND

Fällt dir nichts auf ?

Die Schaltung ist hochgradig unsymmetrisch, der 1uF wird per Kurzschluss 
entladen (also sofort) aber nur über 90k aufgeladen in 9 Millisekunden.

So entprellt man keinen Taster.

Erste Voraussetzung ist sowieso, daß der Eingang einen Schmitt-Trigger 
hat, die meisten uC Eingänge haben den.

Dann muss man für gleichmässige Auflade und Entladezeiten soregn, z.B.

1

 VCC

2

  |

3

pull up

4

  |

5

  +--100k--+--- Eingang

6

  |        |

7

Taster   0.1uF

8

  |        |

9

 GND      GND

Bleibt die Frage, wie der pull up zu dimensionieren ist. Im Verhältnis 
zu den 100k eher klein, aber ob 10k, 1k oder 100R ?

Das hängt vom Taster ab, denn Taster haben Mindestströme, oft 1mA, 
manchmal 100uA, bei 5V wären 4k7 also ganz ok.

Michael B. schrieb:
> Taster haben Mindestströme, oft 1mA,

Lese ich zum ersten mal. Ist das so? Bin leider ein Noob und kann 
manchmal Troll nicht von Koryphäe(*) unterscheiden.

(*) eine Art Tannenbaum

soul e. schrieb:
> Ein seeehr umstrittenes Thema

Es gibt von Siemens ein Buch über Werkstoffe für Relaiskontakte. Das ist 
aus der Steinzeit der Elektrik. Aber wenn sich seitdem Physik und Chemie 
nicht grundlegend geändert haben, sind nur wenige Werkstoffe für 
Trockenschaltung geeignet (Gold als Beispiel).

Ein großer Kondensator kann einen Eingang schon zerstören!

Allerdings passiert das dann nicht durch Betätigung des Tasters, sondern 
beim Abschalten der Versorgungsspannung Vcc. Je nachdem wie schnell die 
Spannung absinkt bzw. wie groß Last an Vcc ist, kann der Entladestrom 
des Kondensators über die Eingangsschutzdiode diese zerstören.
Wenn man es sicher machen will, braucht man noch eine Widerstand 
zwischen Kondensator und Eingang.

Also ich verwende eine ähnliche Schaltung, mit dem internen PullUp und 
einem 100nF Kondensator direkt am Pin. Damit ist mir noch nie was 
abgeraucht.

W.S. schrieb:
> Diese Werte reichen mit einer Zeitkonstante von 100µs bis 400µs völlig
> aus, um kleine Dreckeffekte wegzukriegen. Gröbere Prellereien macht man
> per Software im Nachgang.

So ein Quatsch. Wenn ich eine Software-Entprellung mache, kann ich die 
Hardware-Entprellung komplett weglassen. Was anderes macht die auch 
nicht.

> Also beim allerersten Auftreten einer H-->L
> Flanke generiert man das Tastenereignis und anschließend testet man, ob
> für etwa 20..50 ms durchgehend kein Lowpegel mehr auftritt.

Im vorletzten Jahrhundert vielleicht. Heute => Peter Danegger 
Entprellung. Oder willst Du wirklich bei jedem Huster auf der Leitung 
erstmal 50msec den AVR lahmlegen?

Dietrich L. schrieb:
> Je nachdem wie schnell die
> Spannung absinkt bzw. wie groß Last an Vcc ist, kann der Entladestrom
> des Kondensators über die Eingangsschutzdiode diese zerstören.

Selbst wenn das so wäre: Und dann? Dann ist die Diode kaputt. Aber nicht 
der Eingang.

Also mit 1µF einen Portpin zerschießen... beim AVR? Da muß man sich 
schon sehr anstrengen. z.B. 100kHz Signal auf den Kondensator oder so.

Um mit den geladenen 1µF beim Abschalten von Vcc die Dioden zu 
zerschießen, müßte Vcc ausreichend schnell abfallen. Das halte ich auch 
für unwahrscheinlich.

Vermutlich wird man die echte Ursache nicht finden, vielleicht war's 
eine Fehlkonfiguration des Pins. Das Auslesen des Tasters funktioniert 
auch bei einer Konfiguration als Ausgang und high-Signal (durch 
vermeintlich eingeschaltete interne PullUps), wenn man dieses mit einem 
Taster nach Masse kurzschließt. Darauf hat der Pin nicht lange Lust.

Hallo,

volle Zustimmung. Auch wenn ich so nicht entprellen würde.

Selbst die 100kHz müßten dann noch aus einer recht neiderohnmigen Quelle 
kommem...
Selbst als Ausgang mit einem Taster läßt sich der AVR das verblüffend 
lange gefallen, mit einem versehentlichen Kurzschluß des Ausgangs gegen 
GND habe ich zwar schon einen gut durchgegewärmten AVR erzeugt, überlebt 
hat er aber auch.
Insofern ist mir die Ursache seines Defekts noch etwas unklar.
Was ist dem Eingang denn jetzt eigentlich passiert? Schluß gegen GND, 
gegen Vcc?

Gruß aus Berlin
Michael

Michael U. schrieb:
> mit einem versehentlichen Kurzschluß des Ausgangs gegen GND habe ich zwar
> schon einen gut durchgegewärmten AVR erzeugt, überlebt hat er aber auch.
Ich habe schon wiederholt welche über Wochen so gestresst und dann die 
elektrischen Daten des Portpins vorher und nachher mit anderen 
unbelasteten Controllern verglichen und konnte keine nennenswerte 
Degradation feststellen.

> Schluß gegen GND, gegen Vcc?
Egal.

> Was ist dem Eingang denn jetzt eigentlich passiert? Schluß gegen GND,
> gegen Vcc?
Gegen 12V?

Thomas M. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Taster haben Mindestströme, oft 1mA,
> Lese ich zum ersten mal. Ist das so?
Ja. Irgendwie auch logisch. Stichwort "Oxidation"...
Beitrag "Mindeststrom bei Taster/Schalter für sicheren Betrieb?"
http://www.edaboard.de/mindeststom-smd-taster-t17347.html
Bei den DIP-Schiebeschaltern, die gern für Gerätekonfigurationen 
verwendet werden, geht das soweit, dass man gut abgelagerte Exemplare 
einige Male hin und her schalten muss, bis die eingestellte 
Konfiguration korrekt erkannt wird.

(M)ein Wort zum Kondensator am µC-Pin: das einzige Argument, das ich für 
den durchlasse, ist "Schutz vor ESD". Den braucht es aber nur, wenn sich 
überhaupt irgendwas auf die Leitung entladen kann, weil die länger als 
30..50cm ist.
Störungen und Tasterprellen werden aber per Software ausgefiltert. 
Die kann man nämlich auch hinterher ganz einfach anpassen und ggfs. 
sogar austauschen.

Karl K. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> Je nachdem wie schnell die
>> Spannung absinkt bzw. wie groß Last an Vcc ist, kann der Entladestrom
>> des Kondensators über die Eingangsschutzdiode diese zerstören.
>
> Selbst wenn das so wäre: Und dann? Dann ist die Diode kaputt. Aber nicht
> der Eingang.

Kann sein, muss aber nicht. Die Diode kann z.B. auch durchlegieren und 
einen Kurzschluss nach Vcc machen.
Beim AVR hält sich der Hersteller bzgl. Eingangsströme ja sehr bedeckt.
Aber man kann ja mal eine Testreihe machen und schauen, was passiert ;-)

Karl K. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> Je nachdem wie schnell die
>> Spannung absinkt bzw. wie groß Last an Vcc ist, kann der Entladestrom
>> des Kondensators über die Eingangsschutzdiode diese zerstören.
>
> Selbst wenn das so wäre: Und dann? Dann ist die Diode kaputt. Aber nicht
> der Eingang.

Das ist eine interessante Ansicht. Wie würdest du einen Pin, der wegen 
durchlegierter (vulgo: dauerhaft leitender) Schutzdiode ausschließlich 
einen H-Pegel "sieht", denn dann nennen, wenn nicht "kaputt"?

Allerdings bezweifle ich diese Auslegung. 5V in 1µF sind nicht genug 
Energie, um die Schutzdiode zu killen. Zumal man außerdem die Vcc 
Schiene schlagartig auf GND ziehen müßte, damit überhaupt Strom durch 
die Diode fließen würde. Normalerweise fällt Vcc langsam genug ab, daß 
der Entladestrom auf dem 1µ Kondensator ungefährlich bleibt. Bzw. es 
gibt gar keinen Verbraucher an Vcc, der so viel Strom ziehen würde.

Ehrlich gesagt habe ich schon keinerlei  Zutrauen in die Aussage aus 
dem Ursprungspost:

Fleck schrieb:
> Nach vielen, vielen sehr schnellen
> Testklicks auf einem Kurzhubtaster  ist mir jetzt der Pin abgeraucht.

Schon das Wort "abgeraucht" ist daneben. Was soll das bedeuten? Im 
Wortsinne Rauchentwicklung? Liest der Pin als Eingang permanent H? Oder 
permanent L? Fließt exzessiv Eingangsstrom, wenn man von außen ein H 
anlegt? Oder ein L? Funktioniert der Pin als Ausgang?

Der normale Ansatz is ein Timer Interrupt, zB alle 10ms. Hat ein 
definiertes Verhalten. Und ist einfach dem Programm unterzuordnen, dh 
dass er mit tieferer Prioritaet laeuft.

Ich denke mal auch, der 1µF hat den AVR nicht gekillt.
Ansonsten stimme ich zu, Kondensatoren am Taster sind überflüssig wie 
ein Kropf.

Stefanus F. schrieb:
> 47nF bis 100nF parallel zum Kontakt sind Ok.

Natürlich nicht.

Bego schrieb:
> Richtig, erklärt aber nicht, warum der kaputt gehen sollte.

Doch, stand drüber, einfach mal richtig lesen lernen.

Thomas schrieb:
> 1 uF lässt keinen Taster schrotten

Er glaubt ja auch, den PortPin geschrottet zu haben. Einfach mal richtig 
lesen lernen.

Karl K. schrieb:
> So ein Quatsch. Wenn ich eine Software-Entprellung mache, kann ich die
> Hardware-Entprellung komplett weglassen

Richtig.

Ben B. schrieb:
> Also mit 1µF einen Portpin zerschießen... beim AVR? Da muß man sich
> schon sehr anstrengen.

Nicht unbedingt, ich denke, du hast den Mechanismus nicht verstanden. 
Nur 1uF an einen PWM Ausgang zu hängen wird wegen der internen 
Strombegreenzung durch Abschnüpren des Ausgangstransistors nichts 
ausmachen. Aber VCC und GND kurzschliessen nach dem ein auf VCC 
aufgeladenen 1uF am PortPin hängt, wird zu mehreren Ampere Entladestrom 
über die Eingangsschutzdiode nach VCC führen, das kann schon mal was 
beschädigen.

Stefanus F. schrieb:
> Ich habe damit 30 Jahre lang gute Erfahrungen gemacht. Was mein halbes
> Leben lang gut war, wir in der zweiten Hälfte auch funktionieren, davon
> bin ich überzeugt

Erfahrung ist nicht alles, man kann Dinge auch ein ganzes Leben über 
falsch machen.

Taster haben Kontakte. Schickt man über den Kontakt beim Schliessen 
einen hohen Strom, wie er durch einen Kondensator erreicht wird, dann 
bruzzelt man die Oberfläche an.

Wurde diese Oberfläche durch eine dünne Goldschicht geschützt, ist 
irgendwann das Gold weg und der Taster schliesst nicht mehr gut sondern 
verhält sich wie ein Taster ohne Goldschicht. Hatte der Taster schon 
kein Gold, oxidiert der Kontakt schneller als wenn der Strom im 
erlaubten Rahmen bleibt weil ja der Oberfläche Energie zugeführt wurde 
die zu beschleunigen chemischen Reaktion führt. So oder so verkürzt man 
also die Lebensdauer des Tasters.

Und das alles ist unnötig, Faulheit weil man zu blöd war das Datenblatt 
zu lesen, die Konsequenzen fallen nicht in der Garantiezeit auf, aber 
verkürzen das Leben des Geräts, vorzeitige Obsoleszenz. Es ist einfach 
nur dumm.

Genau so wichtig ist die Einhaltung des Mindeststromes und der 
Mindestspannung laut Datenblatt des Tasters, nur quecksilberbenetzte 
Kontakte kommen da mit 0 aus.

Stefanus F. schrieb:
> 47nF bis 100nF parallel zum Kontakt sind Ok.
Stefanus F. schrieb:
> Ich habe damit 30 Jahre lang gute Erfahrungen gemacht.

ich habe auch die Erfahrung gemacht das man als Fussgänger bei Rot über 
die Fussgängerampel überleben kann, ich würde das nicht allgemein gültig 
empfehlen.

Eigene Erfahrungen können eh nie verallgemeinert werden, ich habe nie 
ein CMOS Teil geschrottet durch Elektrostatik egal wo ich bastelte, aber 
das nie ein Teil durch Elektrostatik kaputt geht kann widerlegt werden.

batman schrieb:
> Nana, für mehr als 1 Ampere an 3.3V müßte der Gesamtwiderstand über die
> Ports + Elko-ESR + Ri der Versorgung etc. kleiner als 3.3 Ohm sein.

Nicht ganz.

Die Versorgung ist kurzgeschlossen, Ri also 0.
Der ESR von 1uF liegt weiter unter 1 Ohm, nicht unbedingt beim Elko aber 
beim MLCC.
Und die Eingangsschutzdiode: Was meinst du, was durch eine 1N4148 an 
deren Stelle fliesst ?

batman schrieb:
> Es sind dann 2 (Port-)Dioden in Reihe,

Welche zweite soll da sein ?

1

             +--------+

2

          VCC|        |

3

     +----------+     |

4

     | IC    |  |     |

5

  +--|--|>|--+  |  Kurzschluss

6

  |  |          |     |

7

 1uF +----------+     |

8

  |       GND|        |

9

  +----------+--------+

Ich hab ja nichts gegen mitdenkende Leute,
aber bitte ordentlich denken.

batman schrieb:
> Hast Recht, es ist nur eine. Wie gesagt, ausprobiern oder
> anderweitig
> herleiten, welcher Strom fließt. Irgendwas in den Raum werfen widerlegt
> nicht gegenteilige Erfahrungen von Leuten.

Es ging um die Erklärung, warum eventuell der uC PortPin kaputt gegangen 
sein könnte.

Nicht weil der Kondensator über den Taster auf und entladen wurde.

Es ging nicht um den Taster.

Der Vollständigkeit halber, mit mehr als 5V schafft man es recht 
schnell, die  Pins des AVR zu killen. Das ist mir mit 24/48V schon durch 
einen sterbenen Brückentreiber passiert. Fragt mich jetzt nicht mehr, 
ob's ein Durchschuss nach Masse oder nach Vcc(5V) war, auf jeden Fall 
hatte der AVR danach eine schicke interne Heizung, wenn man diesen Pin 
nutzen wollte.

Vielleicht kann man das noch an die Hersteller von Satelliten oder 
Mars-Rovern verkaufen... CPU mit OnChip-Heizung... ;)

Axel S. schrieb:
> Wie würdest du einen Pin, der wegen
> durchlegierter (vulgo: dauerhaft leitender) Schutzdiode ausschließlich
> einen H-Pegel "sieht", denn dann nennen, wenn nicht "kaputt"?

Mal abgesehen davon, dass ich nicht davon ausgehe, dass man eine der 
Schutzdioden auf diese Weise kaputtbekommt: Wenn sie durch Überstrom 
stirbt, dann ist sie üblicherweise "durchgebrannt", sprich leitet gar 
nicht mehr. Damit sie "durchlegiert", muss sie mit Überspannung in 
Sperrrichtung beaufschlagt werden, und das ist noch unwahrscheinlicher.

Karl K. schrieb:
> Wenn sie durch Überstrom
> stirbt, dann ist sie üblicherweise "durchgebrannt", sprich leitet gar
> nicht mehr.

Wie soll das passieren, du hast auch nicht die leiseste Ahnung vom 
Aufbau eines Chips.

Die Schutzdioden ergeben sich bei CMOS von alleine weil die 
eingebrachten Strukturen für MOS-Transistoren und Widerstände eben von 
ihrer Umgebung nur durch PN-Übergänge isoliert sind, der normsle CMOS 
Chips ist ja kein SOS silicon on sapphire Chip.

Wenn da die (n- bzw. P-) Wanne wegbrennt in der aus dem Siliziumchip die 
Eingangsschaltung lag, dann ist die Eingangsschaltung auch zerschmolzen.